محقق ایرانی آب را در زیر دمای انجماد مایع نگه داشت!

اگر چه آب در زیر دمای صفر درجه سانتیگراد یخ می‌زند، اما محققان دانشگاه هوستون سطح نرمی را ساخته‌اند که قطرات آب در تماس با آن در زیر دمای انجماد هم مایع می‌مانند.

کد خبر: ۱۲۶۴۹۷۳

تاریخ: ۱۶ آذر ۱۴۰۰ - ۱۰:۱۸

به گزارش خبرگزاری دانا به نقل از نیواطلس، نقطه انجماد آب نقطه شروعی است که مولکول‌های آب شروع به یخ زدن می‌کنند. اولین تغییر در مولکول‌هایی رخ می‌دهد که در معرض هوای سرد در سطح قرار می‌گیرند و کریستال‌های یخی که آنها تشکیل می‌دهند، مولکول‌های مجاور را نیز تحریک می‌کند تا یخ بزنند. این روند تا زمانی ادامه می‌یابد که کل آب به یخ تبدیل شود.
هر قطره آب، جایی بین ۰ درجه سانتیگراد تا -۳۸ درجه سانتیگراد (۳۶.۴- درجه فارنهایت) یخ خواهد زد. اما در جریان مطالعه جدید، محققان موفق شدند برخی از قطرات بسیار ریز را در دمای ۴۴- درجه سانتی گراد به شکل مایع نگه دارند.

پژوهشگران می‌گویند نکته کلیدی، نوع سطحی است که آب با آن در تماس است. کریستال‌های یخ به راحتی بر روی سطوح سخت تشکیل می‌شوند، اما رابط‌های نرم‌تر، مانند روغن‌ها یا ژل ها، برای مدت طولانی‌تری در برابر یخ زدن مقاومت می‌کنند و قطرات کوچک‌تر حتی بیشتر از قطرات بزرگ‌تر می‌توانند مایع بمانند.

برای بررسی دقیق‌تر نحوه تبدیل آب به یخ، هادی قاسمی محقق این طرح از قطرات آب دو نانومتری به جای قطرات معمولی حدوداً ۱۰۰ نانومتری برای انجام آزمایش خود استفاده کرد. برای انجام این کار، محققان آب را در منافذ غشایی که از اکسید آلومینیوم آنودایز ساخته شده بود، نگه داشتند.

نانوذرات توسط روغن اکتان احاطه شده بودند تا رابط سطحی را "نرم" نگه دارند. هادی قاسمی، نویسنده مسئول این مطالعه می‌گوید: «کاوش تجربی برای تغییر دمای انجماد چند قطره آب در مقیاس چند نانومتر یک چالش حل نشده بوده، ما توانسته‌ایم روند انجماد قطرات آب را از مقیاس میکرون تا مقیاس ۲ نانومتر بررسی کنیم.

این یافته می‌تواند به ابداع روش‌های جدیدی برای کاهش تشکیل یخ در سطوح هواپیما، توربین‌های بادی و سایر زیرساخت‌های حیاتی کمک کند. روش مذکور همچنین می‌تواند منجر به بهبود سیستم‌های انجماد مواد غذایی یا تولید دستگاه‌هایی تازه برای منجمد نگهداشتن بافت‌های بدن بدون آسیب رساندن به آنها شود.